本发明专利技术公开了一种含有联苯基和亚胺基热致性液晶聚氨酯的合成方法。(1)在250ml三口烧瓶中加入均苯四甲酸二酐、乙酸和乙醇胺，反应6～24h，过滤、洗涤、烘干即得N，N′-二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺；(2)将N，N-二甲基甲酰胺置于250ml三口烧瓶中，加热至30～100℃，加入联苯二酚和二月桂酸二丁基锡，搅拌，加入甲苯二异氰酸酯，反应0.5～5h，然后加入乙二醇，升温至70～140℃，反应0.5～5h，再加入1～10g步骤(1)制得的N，N′-二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺，反应4～20h，冷却，加入甲醇，加水沉淀、减压抽滤、洗涤。本发明专利技术生产周期短、成本低、污染小，有良好的液晶态和较宽的液晶区间，流动性较好，对热固性树脂具有显著的增韧改性作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，有良好的液晶态和较宽的液晶区间，流动性较好，适用于热固性树脂、热塑性树脂及涂料等的增强增韧改性。特别适合用于增韧改性环氧树脂，可制备出综合性能高的环氧树脂复合材料。
技术介绍
热致性液晶聚合物(TLCP)是一种高性能高分子材料，具有模量高、强度大、自增强等特点，在液晶态下呈现出特有的易流动性、优良的热稳定性和尺寸稳定性、较低的线膨胀系数等优良的综合性能等特点，是一类优秀的结构功能材料，非常适宜作绝缘材料，在航空、电子等高性能电子封装领域获得了重要应用。环氧树脂(Epoxy resin，简称EP)是分子结构中含有两个或两个以上环氧基的低分子聚合物，是一种重要的热固性树脂，具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在轻工、 建筑、机械、航天航空等领域得到广泛应用。但由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，因而存在质脆、耐疲劳性差、耐热性低等缺点，在应用上受到了一定的限制。二十世纪六十年代以来，人们尝试了多种方法对环氧树脂增韧改性，例如橡胶增韧改性、热塑性树脂增韧改性、IPN互穿网络改性、纳米刚性粒子改性、柔性固化剂改性和热致液晶改性等方法。 20世纪90年代以来，利用液晶化合物增韧环氧树脂引起人们的关注。TLCP在复合材料中可以起到自增强作用，对裂纹扩展具有约束闭合作用，它像一座桥横架在断裂面上，将裂纹的两边联接起来形成桥联作用，使两者连接处的裂纹起钉锚作用，从而阻止裂纹进一步扩展，少量TLCP原纤的存在可以阻止裂纹，提高脆性基体的韧性而不降低材料的耐热性和刚度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是合成出一种性能良好且成本较低的热致性液晶聚氨酯，并且能很好的增韧改性环氧树脂。具体步骤为(1)在250ml三口烧瓶中加入2 20g均苯四甲酸二酐、20 200ml摩尔浓度为 lmol/L的乙酸和20 200ml摩尔浓度为lmol/L的乙醇胺，加热回流反应6 Mh，停止反应，冷却静置过滤，产物用无水乙醇洗涤2次，烘干即得中间体白色产物N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)；(2)将10 IOOml摩尔浓度为lmol/L的N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)置于250ml三口烧瓶中，加热升温，预设温度30 100°C，加入1 IOg联苯二酚和0. 05 0. 5ml摩尔浓度为lmol/L的二月桂酸二丁基锡，强烈搅拌，待联苯二酚完全溶解后，加入5 50ml摩尔浓度为lmol/L的甲苯二异氰酸酯(TDI)，反应0. 5 证；然后加入1 IOml摩尔浓度为 lmol/L的乙二醇，升温至70 140°C，反应0. 5 5h，再加入1 IOg步骤(1)制得的N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)，在此温度反应4 20h;反应结束，冷却至室温，加入1 IOml摩尔浓度为lmol/L的甲醇，搅拌10 60min，倒入烧杯中，加大量水沉淀，减压抽滤，用无水乙醇洗涤2 3次，得到黄色固体颗粒产物即为含有联苯基和亚胺基热致性液晶聚氨酯。所述原料要求是均苯四甲酸二酐(化学纯)；乙醇胺(分析纯)；乙酸(分析纯)； 联苯二酚(工业级)；甲苯二异氰酸酯(TDI)(化学纯)；N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(分析纯)；乙二醇(分析纯)；二月桂酸二丁基锡(分析纯)；甲醇(分析纯)。本专利技术的具体情况(1)本专利技术生产周期短、成本低、污染小。(2)本专利技术制得的含有联苯基和亚胺基热致性液晶聚氨酯有良好的液晶态和较宽的液晶区间，流动性较好，与环氧树脂有很好的相容性，用于增韧改性环氧树脂，用量仅为环氧树脂的ι 5wt%，就能达到很好的效果，冲击强度由原来的18. 98kJ/m2提高到 45. 66kJ/m2，拉伸强度提高59%，弯曲强度增加69%，热分解起始温度提高15 20°C。附图说明图1为本专利技术实施例1合成的含有联苯基和亚胺基热致性液晶聚氨酯的结构式。图2为本专利技术实施例1合成的含有联苯基和亚胺基热致性液晶聚氨酯的红外谱图。图中在1600CHT1和1500CHT1左右处的强吸收峰为苯环C = C的伸缩振动， 3000-3600^1处是羟基的典型吸收峰，主吸收位于3360CHT1附近，表明羟基产生了分子间的缔合作用。在2260CHT1没有-NCO的特征峰，3200-35000^1出现0 = C-NH-的特征吸收峰，1700cm-1处出现氨基甲酸酯羰基吸收峰，1540cm-1处出现酰胺的C-N-H的弯曲振动吸收峰，表明2，4-TDI中的中-NCO基团与-OH发生了反应。具体实施例方式实施例1 联苯二酚乙二醇N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)= 5:4:1(1)在250ml三口烧瓶中加入10. 9g均苯四甲酸二酐，50ml摩尔浓度为lmol/L的乙酸和IOOml摩尔浓度为lmol/L的乙醇胺，加热回流反应15h，停止反应，冷却静置过滤，产物用无水乙醇洗涤2次，烘干即得中间体白色产物N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)。(2)将50ml摩尔浓度为lmol/L的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)置于250ml三口烧瓶中，加热升温，预设温度60°C，加入1. 86g联苯二酚和0. Iml摩尔浓度为lmol/L的二月桂酸二丁基锡，强烈搅拌，待联苯二酚完全溶解后，加入20ml摩尔浓度为lmol/L的甲苯二异氰酸酯(TDI)，反应0.证。然后加入8ml摩尔浓度为lmol/L的乙二醇，升温至85°C，反应lh， 再加入0.608g步骤(1)制得的N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)，在此温度反应他。反应结束，冷却至室温，加入Iml摩尔浓度为lmol/L的甲醇，搅拌20min，倒入烧杯中，加大量水沉淀，减压抽滤，用无水乙醇洗涤2次，得到黄色固体颗粒产物即本发4明液晶聚氨酯产品。该液晶聚氨酯的液晶区间为168. 5 220. 6°C，经该液晶聚氨酯(用量仅为环氧树脂的1 5wt% )改性后的环氧树脂，冲击强度由原来的18. 98kJ/m2提高到41. 66kJ/m2, 热分解起始温度提高11 17°C。实施例2联苯二酚乙二醇N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)= 5:3:2(1)在250ml三口烧瓶中加入10. 9g均苯四甲酸二酐，50ml摩尔浓度为lmol/L的乙酸和IOOml摩尔浓度为lmol/L的乙醇胺，加热回流反应15h，停止反应，冷却静置过滤，产物用无水乙醇洗涤2次，烘干即得中间体白色产物N，N' -二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)。(2)将50ml摩尔浓度为lmol/L的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)置于250ml三口烧瓶中，加热升温，预设温度60°C，加入1.86g联苯二酚和0. Iml摩尔浓度为lmol/L的二月桂酸二丁基锡，强烈搅拌，待联苯二酚完全溶解后，加入20ml摩尔浓度为lmol/L的甲苯二异氰酸酯(TDI)，反应0.证。然后加入6ml摩尔浓度为lmol/L的乙二醇，升温至85°C，反应lh， 再加入1.216g步骤(1)制得的N，N' - 二(ω-羟乙基)均苯四甲酰二亚胺(BHDI)，在此温度反应他。反应结束，冷却至室温，加入本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液晶聚氨酯的合成方法，其特征在于具体步骤为：（１）在２５０ｍｌ三口烧瓶中加入２～２０ｇ均苯四甲酸二酐，２０～２００ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的乙酸和２０～２００ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的乙醇胺，加热回流反应６～２４ｈ，停止反应，冷却静置过滤，产物用无水乙醇洗涤２次，烘干即得中间体白色产物Ｎ，Ｎ′－二（ω－羟乙基）均苯四甲酰二亚胺；（２）将１０～１００ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺置于２５０ｍｌ三口烧瓶中，加热升温，预设温度３０～１００℃，加入１～１０ｇ联苯二酚和０．０５～０．５ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的二月桂酸二丁基锡，强烈搅拌，待联苯二酚完全溶解后，加入５～５０ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的甲苯二异氰酸酯，反应０．５～５ｈ，然后加入１～１０ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的乙二醇，升温至７０～１４０℃，反应０．５～５ｈ，再加入１～１０ｇ步骤（１）制得的Ｎ，Ｎ′－二（ω－羟乙基）均苯四甲酰二亚胺，在此温度反应４～２０ｈ，反应结束，冷却至室温，加入１～１０ｍｌ摩尔浓度为１ｍｏｌ／Ｌ的甲醇，搅拌１０～６０ｍｉｎ，倒入烧杯中，加大量水沉淀，减压抽滤，用无水乙醇洗涤２～３次，得到黄色固体颗粒；所述原料：均苯四甲酸二酐和甲苯二异氰酸酯为化学纯；乙醇胺、乙酸、Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺、乙二醇、二月桂酸二丁基锡和甲醇为分析纯；联苯二酚为工业级。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志义，陆绍荣，阳志有，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：45
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